DE2537361A1 - RESONATOR - Google Patents

RESONATOR

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DE2537361A1
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Rene Moreillon
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    • H03H9/02—Details
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    • G04F—TIME-INTERVAL MEASURING
    • G04F5/00—Apparatus for producing preselected time intervals for use as timing standards
    • G04F5/04—Apparatus for producing preselected time intervals for use as timing standards using oscillators with electromechanical resonators producing electric oscillations or timing pulses
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8 MÜNCHEN 80 CBOGENHAUSEN)
KOLBERGER STRASSE 21
Telefon: 089/98 27 048 MUNICH 80 CBOGENHAUSEN)
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der Firmaof the company

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1'Industrie Horlogdre1'Industrie Horlogdre

Management Services S.A.Management Services S.A.

96, rue StampfIi, CH-2500 Biei, Schweiz96, rue StampfIi, CH-2500 Biei, Switzerland

"Resonator""Resonator"

Die Erfindung bezieht sich auf einen Resonator, bestehend aus einem - vorzugsweise paraileiepipedischen - piezoelektrischen Schwinger aus Quarz oder einem anderen geeigneten Material, das auch gewisse keramische Stoffe enthalten kann, einem Rahmen und drahtförmigen Leitern,The invention relates to a resonator consisting of a - preferably paraileiepipedischen - piezoelectric Oscillator made of quartz or another suitable material, which also includes certain ceramic substances may contain a frame and wire-shaped ladders,

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PostscheckkontoBerlin West Konto 174384-100Postal check account Berlin West account 174384-100

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DIPL.-INQ. DIETER JANDER DR.-INq. MANFRED BONINQDIPL.-INQ. DIETER JANDER DR.-INq. MANFRED BONINQ PATENTANWÄLTEPATENT LAWYERS

über die der Schwinger an dem Rahmen befestigt ist.through which the transducer is attached to the frame.

Bei einem bekannten Resonator dieser Art (siehe Figur 1) besteht der Rahmen aus einer Platte, an der vier parallel zueinander ausgerichtete Stäbe sitzen. Zwischen diesen ist der Schwinger über die Leiter aufgehängt. Die Herstellung des Resonators ist kompliziert, und zwar insbesondere wegen der nicht ganz einfachen Auffindung der Schwingungsknotenpunkte, in denen die Leiter an dem Schwinger angreifen. Diese Schwierigkeiten machen sich besonders bei der automatischen Herstellung der Resonatoren bemerkbar.In a known resonator of this type (see Figure 1), the frame consists of a plate on which four parallel aligned rods sit. The transducer is suspended between these via the ladder. The production of the resonator is complicated, in particular because it is not very easy to find the vibration nodes where the conductors attack the vibrator. Make this trouble This is particularly noticeable in the automatic production of the resonators.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diesen Resonator derart zu ändern, daß seine Herstellung einfacher ist.The invention is based on the object of modifying this resonator in such a way that it is easier to manufacture.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Rahmen aus mindestens einer Platte mit einer Öffnung besteht, innerhalb welcher der Schwinger aufgehängt ist.This object is achieved according to the invention in that the frame consists of at least one plate with an opening exists within which the transducer is suspended.

Auf diese Weise wird erreicht, daß die Herstellung des Resonators einfacher und damit billiger ist.In this way it is achieved that the production of the Resonator is simpler and therefore cheaper.

Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der Zeichnung. Darin zeigen:Further details of the invention emerge from the drawing. Show in it:

Fig. 1 einen Resonator bekannter Art;1 shows a resonator of a known type;

Fig. 2 in Perspektive und explodierter Form einen Teil des Rahmens gemäß der Erfindung;Figure 2 shows, in perspective and exploded form, part of the frame according to the invention;

Fig. 3 einen Rahmen gemäß der Erfindung, teilweise in explodierter Form;3 shows a frame according to the invention, partly in exploded form;

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Fig. 4- einen Schwinger in Perspektive mit Befestigungselementen; 4- a transducer in perspective with fastening elements;

Fig. 5 eine Draufsieht auf einen Resonator gemäß der Erfindung ohne Deckel;Fig. 5 is a plan view of a resonator according to the invention lidless;

Fig. 6 einen Resonator mit Deckel und mit einem Kreis verbunden und6 shows a resonator with a cover and connected to a circle and

Fig. 7 zwei Varianten zu der Ausführungsform gemäß den vorausgegangenen Figuren.7 shows two variants of the embodiment according to FIGS previous figures.

Der Resonator gemäß Figur 1 (der zum Stand der Technik gehört) besteht aus einem paralleiepipedischen Schwinger 1, vier winkelförmigen Leitern 2, die den Schwinger 1 halten, vier parallelen Stäben 3, an denen die Leiter 2 befestigt sind, und einer Grundplatte 4·, die die Stäbe 3 trägt. Das Ganze sitzt in einem nicht dargestellten Gehäuse. Die Leiter 2 sind an dem Schwinger 1 in den Knotenpunkten jeweils zweier einander gegenüberliegender Seiten befestigt. Die nicht dargestellten Anregungselektroden des Schwingers 1 sind an den Leitern 2 in üblicher Weise befestigt. Es ist klar, daß ein derartiges dreidimensionales Gebilde zahlreiche Probleme bezüglich der genauen Lage der Elemente zueinander aufwirft, was die Kosten seiner Herstellung erhöht.The resonator according to FIG. 1 (which belongs to the prior art) consists of a parallelepipedal oscillator 1, four angled conductors 2 that hold the transducer 1, four parallel bars 3 on which the conductors 2 are attached, and a base plate 4 · which carries the rods 3. The whole thing sits in a housing, not shown. The conductors 2 are on the oscillator 1 at the junctions of two opposite sides attached. The excitation electrodes (not shown) of the oscillator 1 are attached to the conductors 2 in the usual way attached. It is clear that such a three-dimensional structure poses numerous problems relating to the exact position of the Raises elements to one another, which increases the cost of its manufacture.

Der Resonator gemäß der Erfindung weist demgegenüber einen Rahmen auf, der aus mehreren Schichten besteht. Er stellt eine Dmrahmung für einen in ihm aufgehängten piezoelektrischen Schwinger dar. Figuren 2 und 3 zeigen die Einzelheiten: Eine rechteckige Isolierplatte 5» z. B. aus Keramik, besitzt auf einer Seite zwei Metallflächen 6, die durch eine metallfreie Fläche 7 voneinander getrennt sind. Letztere erstreckt sich längs der Querachse der Platte 5. Im Zentrum der Platte 5 befindet sich eine recht-In contrast, the resonator according to the invention has a frame which consists of several layers. He represents a frame for a piezoelectric oscillator suspended in it. FIGS. 2 and 3 show the details: a rectangular insulating plate 5 »z. B. made of ceramic, has two metal surfaces 6 on one side, which are separated from one another by a metal-free surface 7 are. The latter extends along the transverse axis of the plate 5. In the center of the plate 5 is a right

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DIPL.-INQ. DIETER JANDER DR.-INQ. MANFRED BDNINQDIPL.-INQ. DIETER JANDER DR.-INQ. MANFRED BDNINQ PATENTANWÄLTEPATENT LAWYERS

eckige Öffnung 8, deren Eiden in Längsrichtung in den Metallflächen 6 liegen. Es wäre auch möglich, daß die Öffnung 8 an die Flächen 6 angrenzt.angular opening 8, the oaths in the longitudinal direction in the Metal surfaces 6 are. It would also be possible for the opening 8 to adjoin the surfaces 6.

Eine zweite rechteckige Platte 10 aus Isoliermaterial und zweckmaßigerweise nach dem gleichen Verfahren hergestellt wie die Platte 5 besitzt eine rechteckige Öffnung 11. Wenigstens eine Erstreckung dieser Öffnung 11 ist größer als die entsprechende Erstreckung der Öffnung 8. Die Platte 10 ist auf der Platte 5 dicht in bekannter Weise befestigt, und zwar derart, daß die Öffnungen 8 und 11 zueinander zentriert sind. Der aus den beiden Platten 5 und 10 gebildete Rahmen ist mit 12 bezeichnet. Er weist demgemäß zwei innere Felder aus leitendem Material 13 auf, die jeweils mit den äußeren Feldern 14- zusammenhängen. Die beiden äußeren Flächen des Rahmens 12 werden, nachdem der Schwinger 1 eingesetzt worden ist, mittels zweier Deckel 15 abgedeckt. Diese können aufgeklebt oder, wenn sie aus Metall bestehen, im Wege der Druckschweißung, des Hart- oder Weichlötens befestigt werden.A second rectangular plate 10 made of insulating material and expediently made by the same process like the plate 5 has a rectangular opening 11. At least one extension of this opening 11 is larger than the corresponding extent of the opening 8. The plate 10 is tightly on the plate 5 in a known manner Way attached, in such a way that the openings 8 and 11 are centered on each other. The one from the two The frame formed by plates 5 and 10 is denoted by 12. It accordingly has two inner fields made of conductive material 13, each of which is related to the outer fields 14-. The two outer surfaces of the frame 12 are after the transducer 1 has been used, by means of two lids 15 covered. These can be glued on or, if they are made of metal, they are attached by pressure welding, hard or soft soldering.

An dem Schwinger 1 sind Drähte oder dünne Leiterbänder 16 befestigt (siehe Figur 4-)» Die Linien, in denen die Drähte oder Bänder befestigt sind, liegen in Knotenbereichen bzw. Bereichen geringster Amplituden des Schwingers. Die nicht dargestellten Erregereiektröden befinden sich auf gewissen Oberflächen des Quarzes und sind in geeigneter Weise mit den Leitern 16 verbunden. Letztere sind vorzugsweise abgeknickt, um ihnen Elastizität zu geben und Spannungen aufgrund der Zusammensetzung der einzelnen Teile zu vermeiden. Die Leiter 16 sind an den Leiterflächen 13 befestigt. Vorzugsweise liegen die Ebenen der Leiterflächen 13 und die FlächeWires or thin conductor strips 16 are attached to the oscillator 1 (see FIG. 4-) »The lines in which the wires or straps are attached, lie in node areas or areas of the lowest amplitudes of the transducer. They don't The excitation electrodes shown are on certain Surfaces of the quartz and are appropriately using the conductors 16 connected. The latter are preferably kinked in order to give them elasticity and due to tension to avoid the composition of the individual parts. The conductors 16 are attached to the conductor surfaces 13. Preferably lie the planes of the conductor surfaces 13 and the surface

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DfPL-INQ. DIETER JANDER DR.-INQ. MANFRED BÖNINQDfPL-INQ. DIETER JANDER DR.-INQ. MANFRED BÖNINQ PATENTANWÄLTEPATENT LAWYERS

des Schwingers 1, an der die Leiter 16 befestigt sind, in zueinander parallelen Ebenen. Noch besser wäre es, wenn diese Ebenen in ein und derselben Fläche lägen, in der dann auch völlig die Leiter 16 lägen.of the oscillator 1, to which the conductors 16 are attached, in mutually parallel planes. It would be even better if these planes were in one and the same area in which the conductors 16 would then also be completely.

Bei einer solchen Anordnung, wie sie die Figur 5 zeigt, ist die maschinelle Herstellung in großen Stückzahlen gut durchführbar: Die Schwinger werden in Bändern befestigt, die mit Löchern oder Markierungen versehen sind, die die Iängspositionierung der Schwinger mittels Stifte ermöglichen. Diese Methode macht die Querpositionierung der Schwinger unkritisch. Die Löcher oder Markierungen auf den Bändern ermöglichen die saubere Trennung der Teile voneinander und die einwandfreie Plazierung der Schwinger mit samt den Haitedrähten in den Rahmen 12. Die Befestigung der Leiter 16 an den Schwingern 1 bzw. den Leiterflächen 13 kann auf übliche Weise, z. B. durch Kleben, Hart~ oder Weichlöten, Druckschweißen oder einen elektrolytischen Prozeß erfolgen.With such an arrangement, as shown in Figure 5, machine production in large numbers is easy to carry out: the transducers are fastened in straps, which are provided with holes or markings that enable the longitudinal positioning of the transducers by means of pins. This method makes the transverse positioning of the transducers uncritical. The holes or marks on the tapes enable the clean separation of the parts from each other and the perfect placement of the transducers together with the Holding wires in the frame 12. The attachment of the conductors 16 to the oscillators 1 or the conductor surfaces 13 can be on usual way, e.g. B. by gluing, hard ~ or soft soldering, pressure welding or an electrolytic process.

Die äußeren Flächen mit den Leiterflächen 14 dienen als Befestigungsteile des Rahmens. An ihnen können Leiter 17 angebracht werden, über die der Resonator, z. B. mit einer Druckschaltung 18 verbunden sein kann (siehe Figur 6). Zusätzlich kann der Resonator in Epoxydharz eingegossen sein,The outer surfaces with the conductor surfaces 14 serve as Fastening parts of the frame. On them, leaders 17 be attached, over which the resonator, z. B. can be connected to a printing circuit 18 (see Figure 6). Additionally the resonator can be cast in epoxy resin,

ihn
um/auf diese Weise mechanisch und elektrisch zu isolieren.him
to mechanically and electrically isolate / in this way.

Die Öffnungen 8 und 11, wie auch die Anordnung des Schwingers und die Anordnung bzw. Ausbildung der Leiter 16 können variiert werden. Figur 7 zeigt zwei Möglichkeiten.The openings 8 and 11, as well as the arrangement of the oscillator and the arrangement or formation of the conductors 16 can can be varied. Figure 7 shows two possibilities.

- 6 60981 2/0667- 6 60981 2/0667

Claims (16)

DIPL-INQ. DIETER JANDER DR.-INQ. MANFRED BONINQDIPL-INQ. DIETER JANDER DR.-INQ. MANFRED BONINQ PATENTANWÄLTEPATENT LAWYERS PatentansprücheClaims Μ». Resonator, bestehend aus einem piezoelektrischen Schwinger, einem Rahmen und drahtförmigen Leitern, über die der Schwinger an dem Rahmen befestigt ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Rahmen (12) aus. mindestens einer Platte (5) mit einer Öffnung (8) besteht, innerhalb welcher der Schwinger (1) aufgehängt ist.Μ ». Resonator consisting of a piezoelectric Transducer, a frame and wire-shaped ladders by which the transducer is attached to the frame, characterized in that the frame (12) consists of. at least one plate (5) with a There is opening (8) within which the transducer (1) is suspended. 2. Resonator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Öffnung (8) durch zwei Deckel (15) verschlossen ist.2. Resonator according to claim 1, characterized in that the opening (8) through two Lid (15) is closed. 3. Resonator nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Platten (5, 10) mit zwei Öffnungen (8, 11) aufeinanderiiegen.3. Resonator according to claim 1 or 2, characterized in that two plates (5, 10) with two Openings (8, 11) lie on top of one another. 4. Resonator nach einem oder mehreren der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß die drahtförmigen Leiter (16) auf nur einer Seite des Schwingers (1) angreifen.4. Resonator according to one or more of claims 1-3, characterized in that the wire-shaped conductors (16) on only one side of the oscillator (1) attack. 5. Resonator nach einem oder mehreren der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet , daß zwei Leiter (16) vorgesehen sind.5. Resonator according to one or more of claims 1-4, characterized in that two conductors (16) are provided. 6. Resonator nach einem oder mehreren der Ansprüche 1-5, dadurch gekennzeichnet , daß die Leiter (16) an jedem ihde wenigstens einmal abgewinkelt sind.6. Resonator according to one or more of claims 1-5, characterized in that the conductors (16) are angled at least once on each ihde. 7. Resonator nach Anspruch 6, dadurch g e k e η η -7. Resonator according to claim 6, characterized in that g e k e η η - _ 9 —_ 9 - 60981 2/066760981 2/0667 DIPL.-INQ. DIETER JANDER DR.-INQ. MANFRED BONINQDIPL.-INQ. DIETER JANDER DR.-INQ. MANFRED BONINQ PATENTANWÄLTEPATENT LAWYERS zeichnet , daß die Leiter (16) an jedem Ende gekröpft sind·shows that the conductors (16) are bent at each end 8. Resonator nach einem oder mehreren der Ansprüche 1-7, dadurch gekennzeichnet , daß die Enden der Leiter (16) mit Metallflächen (13) des Rahmens (5, 10) verbunden sind.8. resonator according to one or more of claims 1-7, characterized in that the ends the conductor (16) with metal surfaces (13) of the frame (5, 10) are connected. 9. Resonator nach einem oder mehreren der Ansprüche 3-8, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Platte (5) zwei in Längsrichtung der Platte (5) im Abstand nebeneinanderliegende Metallflächen (6) aufweist.9. Resonator according to one or more of claims 3-8, characterized in that the first plate (5) has two spaced apart in the longitudinal direction of the plate (5) having adjacent metal surfaces (6). 10. Resonator nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnung (8) mindestens an die !lachen (6) angrenzt.10. Resonator according to claim 9, characterized in that the opening (8) at least to the ! laugh (6) is adjacent. 11. Resonator nach einem oder mehreren der Ansprüche 3 - 10, dadurch gekennzeichnet , daß die öffnung (11) der zweiten Platte (10) in wenigstens einer irStreckung größer ist als die Öffnung (8) der ersten Platte (5).11. Resonator according to one or more of claims 3 - 10, characterized in that the opening (11) the second plate (10) in at least one extension is larger than the opening (8) of the first plate (5). 12. Resonator nach einem oder mehreren der Ansprüche 3-11, dadurch gekennz eichnet , daß die zweite Platte (10) auf den Metallflächen (6) der ersten Platte12. Resonator according to one or more of claims 3-11, characterized in that the second Plate (10) on the metal surfaces (6) of the first plate (5) sitzt.(5) sits. 13. Resonator nach einem oder mehreren der Ansprüche 3 - 12, dadurch gekennzeichnet , daß die zweite Platte (10) in Längsrichtung der Platten kurzer als die erste Platte (5) ist und die äußeren Enden der Metallflächen (6) freiiiegen.13. Resonator according to one or more of claims 3 - 12, characterized in that the second plate (10) in the longitudinal direction of the plates is shorter than the first plate (5) and the outer ends of the metal surfaces (6) are exposed. 14. Resonator nach Anspruch 13, dadurch g e k e η η -14. Resonator according to claim 13, characterized in that g e k e η η - G f J 9 8 1 2 / 0 6 6 7G f J 9 8 1 2/0 6 6 7 DlPL-INQ. DIETER JANDER DR.-INO. MANFRED BONINQDlPL-INQ. DIETER JANDER DR.-INO. MANFRED BONINQ PATENTANWÄLTEPATENT LAWYERS zeichnet, daß ein Verbindungsdraht (17) jedem freiliegenden Metallfeld verbunden ist.shows that a connecting wire (17) is connected to each exposed metal panel. 15. Resonator nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 dadurch gekennzeichnet, daß dieser in ein Epoxydharz eingegossen ist.15. Resonator according to one or more of claims 1, characterized in that it is in a Epoxy resin is cast. 16. Resonator nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 - 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Fläche des Schwingers (1),an der die drahtförmigen Leiter (16) befestigt sind, in der Ebene der Metallflächen (6) liegt.16. Resonator according to one or more of claims 1-15, characterized in that the surface of the oscillator (1) on which the wire-shaped conductors (16) are attached, lies in the plane of the metal surfaces (6). DJ: DGDJ: DG 6Ü9 812/06676Ü9 812/0667 ■3-■ 3- LeerseiteBlank page
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